本文摘要：摘要：風電作為節能、安全、環保和可再生的清潔資源受到世界關注,隨著技術的日趨成熟和規模效應初步顯現,風電已經成為最具潛力和活力的新能源之一�；h為風力發電機組變槳系統提供動力電源，并負責控制系統和變槳系統的通訊數據傳輸和安全鏈信號的連接。雖
摘要：風電作為節能、安全、環保和可再生的清潔資源受到世界關注,隨著技術的日趨成熟和規模效應初步顯現,風電已經成為最具潛力和活力的新能源之一�；h為風力發電機組變槳系統提供動力電源，并負責控制系統和變槳系統的通訊數據傳輸和安全鏈信號的連接。雖然滑環在整個風力發電機組中所占整機價值比例非常低，但是滑環整體性能、可靠性及工作壽命卻會直接影響整機 的性能和可靠性。由于早期滑環的原始設計缺陷和后期維護各方面問題導致滑環造成的故障越來越多，給風電場造成了較大的經濟損失。本文以某型號滑環故障大量引發變槳安全鏈信號斷開問題進行分析并提出維護策略方案，并制定該型號滑環的中長期維護計劃，以最經濟的方式增加機組穩定性，減少機組故障停機時間和備件更換成本，提高風電場經濟效益。
關鍵詞：風力發電機組;滑環;維護
能源是經濟和社會發展的重要基礎,是人類生產和生活必需的基本物質保障,也是我國現代化建設的戰略重點。新能源是未來能源發展的方向,風能作為新能源重要的一部分,利用技術相對成熟,生產過程中不產生污染和無廢棄物排放,且儲量大,永不枯竭,是21世紀最有發展前途的綠色能源和人類社會經濟持續發展新動力之一。風電機組變槳系統安裝于風電機組輪轂中，在風電機組運行時起著隨風速及發電功率變化而及時調整其槳葉槳距角的重要作用。
變槳系統能否準確而及時地將風電機組槳葉變換至相應的位置，關鍵在于其能否與主控之間保持信息相互傳遞的通暢性，以便能及時地接收主控的指令，主控也能及時地接收變槳系統的信息而發出相應的指令�，F在絕大部分風電機組的主控與變槳系統之間為現場總線通信方式，通訊電纜為專用的帶屏蔽雙絞銅纜，中間旋轉接觸部分用電氣滑環相連接，而電氣滑環存在的諸多缺點會導致通信不暢，因此有必要對其進行優化。
能源方向論文范例：綜合能源背景下的配電網多場景規劃
一、慨述
隨著我國風電行業的持續快速發展，據中國風能協會(CWEA)資料數據顯示，我國風電累計裝機 容量已達 1.45 億千瓦，風力發電已經成為我國第一大新能源發電技術。然而由于風電發展前期市場競爭非常劇烈，各主機廠商設備供應價格不斷降低，同時技術壟斷以及采購規范等問題，導致我國大量風電機組設備采購價格和質量不斷下降，機組在運行過程中出現大量問題，機組更換備件成本居高不下。
某風電場故障統計結果數據顯示，變槳故障和安全鏈故障次數占據風場全部故障次數的 67.18%，故障時間占總故障時間的 67%，而在變槳及安全鏈故障中，大部分又是由于機組滑環故障引起的。因此，針對滑環引起的故障進行優化升級并制定滑環的后期維護計劃對于風電機組的穩定性及提高風電場經濟效益就顯得至關重要。 基于已有風場數據及故障信息資料， 首先分析國內風場滑環運行及維護現狀，針對該風場滑環故障提出原因分析，并對滑環中長期維護策略進行探討并制定出詳細方案。
二、滑環發展及維護現狀
根據我國各大主機廠商的市場份額及各自的技術類型統計，我國風電機組使用電動變槳系統份額高達 79%，據此估算我國現階段運行機組滑環占有量高達六萬五千臺左右。 而且隨著我國風電裝機容量以 20%～30%的速度增長，預計很長一段時間內我國的風電滑環都將保持高速增長。
由于技術壁壘和壟斷，我國早期風電機組中所使用滑環大部分從國外進口，隨著國內不斷引進并吸收國外滑環先進設計和生產技術， 目前國內一些企業已經具備生產出高性能優質滑環的技術實力。相關國內各風電機組滑環使用情況調查研究表明，國產滑環實際運行中的表現已經完全可以和進口滑環相媲美，同時國產滑環在價格、售后服務質量等方面完全超越進口滑環，而且國內滑環生產企業已經能夠針對缺陷滑環提供不同的升級產品和服務解決方案。
因此，我國風電滑環市場將向國產滑環逐步替代進口滑環并占據市場主導地位過渡。通過調查發現目前國內大量風電場在運行兩年以后滑環會 集中出現大量故障，主要表現為滑環密封性能不足導致軸承進入橡膠粉末卡死軸承以及滑道污染嚴重導致變槳安全鏈信號閃斷，給機組運行帶來嚴峻考驗。由于進口滑環廠家并不提供五年質保期的免維護服務，而現場運維人員又對滑環維護缺乏必要的了解和專業維護技術以及必要的工具、備件，導致滑環出現問題后無法得到有效的維護，所以很多風電場都是對滑環進行簡單的清洗，由于沒有專用潤滑油，滑道和電刷無法進行有效的潤滑，而這又會進一步加速滑環的老化。
三、滑環故障原因分析
某風電場裝機總量為 49.5MW，該風場機組滑環產品，風電場大量機組報出安全鏈繼電器故障，現場通過中控室 對安全鏈進行復位后機組恢復正常， 再次啟動機組后仍然頻報出該故障。通過機組監控軟件錄取故障波形發現安全鏈繼電器故障主要原因為安全鏈繼電器回路 24V 信號斷開約 20～ 100ms，從而引發 PLC 模塊檢測信號丟失，機組報出安全鏈繼電器故障，而機組安全鏈繼電器實際并未斷開，初步判斷為滑環電刷振動導致安全鏈信號瞬時斷開觸發主控故障。
隨后通過拆卸滑環進行檢查發現，導電環道內有大量的橡膠粉末污染;電刷彈力下降導致轉子轉動時電刷振動大，信號傳輸易中斷;轉動轉子極其困難，拆卸軸承發現軸承內部進入大量橡膠粉末污染物，軸承內無潤滑油脂。 上述表明該型號滑環設計存在重大缺陷，滑環機械密封性能無法滿足要求，導致軸承及轉子污染嚴重。由于該風場所使用滑環采購時并未提供技術和維護服務，所以無法得到廠家的質保維護。
四、滑環長期維護策略
由于目前我國棄風限電現象比較嚴重，風場年度經濟效益并不樂觀，如果在滑環出現故障就更換新的滑環，這樣將會進一步給風電場經濟效益帶來負面影響，該風電場滑環在機組運行兩年后滑環就集中爆發大量故障，一部分是由于滑環設計存在缺陷導致，一部分是由于滑環制造材料性能不夠導致質量下降造成的。 因此需要就該風電場滑環中長期維護制定相應計劃。
1、備件采購。該風電場機組對滑環現階段運行情況，建議采購 2～5 個滑環現場備用。目前，國內滑環制造企業已經可以提供性價比很高的產品，并提供老舊滑環的升級和替代產品，建議采購國產滑環替代進口滑環。同時，建議采購一定數量的滑環備件和維護工具及物料，如無水酒精、軟毛刷、熱風槍、電纜哈丁接頭，以方便后期維護使用。
2、缺陷整改。由于該型號滑環存在設計缺陷，現場需要對這些缺陷制定相應整改措施并盡快實施。針對滑環密封性能不夠，導致通心軸內部粉塵大量進入滑環內部，可以在通心軸 PVC 管處增加一級密封，保證污染物被有效隔離，這樣可以避免滑環軸承及導電環道和電刷污染。針對軸承出廠未進行潤滑問題，建議將 1～2 臺機組該型號滑環使用備件進行替換，對替換下來的滑環進行整體維護，對軸承清洗并使用油脂潤滑，然后再進行更換并交替維護，這樣既不影響機組的運行，維護也可以正常進行。
3、定期維護�；h的定期維護和機組定期維護時間應該同步，一般為半年進行一次。同時，頻繁的清洗滑環可能會對滑環使用壽命有一定影響，建議在定期維護時對滑環導電環道進行檢查，并視情況決定是否維護;清洗時嚴禁使用油基清洗劑以防對環道和電刷腐蝕;清洗時禁止拆卸電路板，清洗完使用熱風槍烘干，對每個導電環道滴入一滴潤滑油。
通過對滑環故障進行深入分析，該風場滑環故障得到有效控制，故障次數大幅減少。所制定的滑環后期維護計劃，可有效提高滑環使用壽命，并在滑環電刷和導電環道的備件更換方案上大幅減少維護費用，具有很高的經濟性和實用性。
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作者姓名：李永勝
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